【摘要】：
随着城市污水处理厂不断增加,城市污泥的产量也大幅度增长。城市污泥含水率高,处理难度大,已成为城市发展所面临的严重问题。污泥干燥一方面可以使污泥稳定和减容,另一方面也为污泥的资源化利用奠定基础,是解决污泥问题的有效途径。相对于传统的污泥高温干燥,低温干燥因具有二次污染少、能耗低、安全性好的优点而受到越来越多的关注。本文以城市污水处理厂污泥为对象,进行了污泥低温干燥实验,研究了污泥的低温干燥特性并进行了动力学分析,为优化污泥低温干燥过程,提高干燥速率提供理论基础。对城市污泥进行了理化特性分析,采用静态溶液法,在温度为30~50℃、相对湿度为11~84%范围内,测量了不同温度和相对湿度条件下脱水污泥的平衡含水率;对脱水污泥进行低温干燥实验,研究不同条件对污泥干燥速率的影响,结果表明,污泥的低温干燥过程只有降速干燥阶段;通过SPSS软件进行偏相关性分析,得出温度﹑相对湿度﹑污泥水分比均与污泥干燥速率具有显著的相关性,其影响从大到小分别为污泥水分比﹑温度﹑相对湿度。对污泥低温低湿干燥过程进行动力学分析,结果表明,污泥的低温低湿干燥过程属于内部迁移控制,即水分扩散速率决定干燥速率。将实验数据与6种常用薄层干燥模型进行拟合,得出污泥低温低湿干燥过程可以用Page模型来描述。结合Fick第二定律,得到不同温度(30~50℃)、湿度(20~60%)条件下污泥有效水分扩散系数的范围为(0.699~1.991)×10-9 m2/s;对传统的Arrhenius公式进行湿度修正,获得了干燥介质温度和湿度对污泥干燥特性影响的数学模型及活化能Ea=23.83 kJ/mol。随后,设计了一套污泥低温干燥实验装置,并在不同工况条件下进行了污泥干燥实验,结果表明,添加10%比例的氧化钙(CaO)能够显著降低污泥臭味和粘壁性,提高干燥速率;在低温条件下通过降低空气湿度能够较大程度提高污泥干燥速率,且当温度和污泥厚度逐渐升高时,空气相对湿度对污泥干燥速率的影响相差不大。通过对污泥干燥实验装置的能耗分析得出,同一温度下,空气相对湿度越低,污泥干燥能耗比越低;同一相对湿度下,当温度为40℃左右时污泥干燥能耗比最低,所以污泥低温干燥最适温度、相对湿度分别为40℃、20%。
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污泥低温干燥的实验研究及动力学分析--《华南理工大学》20...
低温低湿条件下污泥干燥动力学特性研究
摘要：为了研究污泥在低温低湿条件下的干燥规律,获得表征水分迁移过程的有效水分扩散系数(Deff)和活化能(Ea),以脱水污泥为研究对象进行了污泥低温低湿干燥试验,探讨了温度(30℃、35℃、40℃、45℃、50℃)和相对湿度(20％、40％、60％)对污泥水分比(MR)和干燥速率(DR)的影响.结果表明,污泥的低温低湿干燥过程属于内部迁移控制,即水分扩散速率决定干燥速率.根据试验数据建立了污泥水分迁移动力学模型,并与6种常用薄层干燥模型进行拟合,通过对决定系数(R2)、方差(x2)和残差平方和(RSS)的比较,得出污泥低温低湿干燥过程可以用Page模型来描述.结合Fick第二定律,得到不同温度(30 ～50℃)、湿度(20％ ～60％)条件下污泥有效水分扩散系数的范围为(0.699～1.991)×10-9 m2/s;对传统的Arrhenius公式进行湿度修正,获得了干燥介质温度和湿度对污泥干燥特性影响的数学模型...
分类号：
X705(一般性问题)
在线出版日期：
2016-11-23 （万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
英文信息
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[1]莲藕片热风干燥特性及动力学模型[J].江苏农业科学.2015,(1).DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2015.01.083 .
[2]石灰调质污泥恒温干燥特性及动力学模型研究[J].化工装备技术.2013,(6).DOI:10.3969/j.issn.1007-7251.2013.06.005 .
[3]陈晓娟,吕小芳.浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用[J].环境保护与循环经济.2012,(1).DOI:10.3969/j.issn.1674-1021.2012.01.013 .
[4]姜瑞勋,李爱民,王伟云.脱水污泥薄层干燥特性及动力学模型分析[J].中国环境科学.2009,(1).DOI:10.3321/j.issn:1000-6923.2009.01.005 .
[5]杨小文,杜英豪.国外污泥干化技术进展[J].给水排水.2002,(2).DOI:10.3969/j.issn.1002-8471.2002.02.011 .
[6]北京城市污泥大颗粒低温热干化效率研究[J].安全与环境学报.2015,(6).DOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2015.06.038 .
[7]污水污泥及其浸出液重金属污染的化学分析与评价[J].安全与环境学报.2013,(3).DOI:10.3969/j.issn.1009-6094.2013.03.027 .
[8]脱水污泥等温干燥特性实验研究及回归分析[J].环境科学学报.2011,(1).
[9]马学文,翁焕新.温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响[J].浙江大学学报(工学版).2009,(9).DOI:10.3785/j.issn.1008-973X.2009.09.020 .
[10]R. Font,M.F. Gomez-Rico,A. Fullana.Skin effect in the heat and mass transfer model for sewage sludge drying[J].Separation and Purification Technology.2011,77(1).146-161.DOI:10.1016/j.seppur.2010.12.001 .
引证文献 (12)
排序：
发表时间
被引频次
[1]吴青荣.污泥低温干燥特性与参数优化[D].2017.
[2]李朋刚.热泵污泥干燥系统设计及特性研究[D].2018.
[3]潘萌.兰州石化三泥油资源回收及减量化处理技术研究[D].2018.
[4]荔淑楠.基于代谢组学的当归品质评价及平衡脱水干燥机制和工艺优化研究[D].2020.
[5]徐宇鹏.畜禽粪污沼渣低温干燥脱水与挥发物排放特性研究[D].2019.
[6]李荣康.热泵污泥低温干化闭式循环系统干燥特性研究[D].2021.
[7]孙子钦.脱硫湿烟气强化换热数值模拟及余热回收应用研究[D].2022.
[8]王强.污泥低温干燥特性及热泵干燥系统分析[D].2023.
[9]胡光涛.基于CFB锅炉余热利用的太阳能高水分燃料立体式干化系统设计与应用[J].电力学报.2023,38(6).DOI:10.13357/j.dlxb.2023.057 .
[10]低温条件下城市污泥干燥特性及动力学分析[J].广州化工.2021,(17).DOI:10.3969/j.issn.1001-9677.2021.17.026 .
